一种由木料、钢筋、混凝土组合而成的构件
技术领域
本实用新型涉及一种抗震节能构件,尤其涉及一种由木料、钢筋、混凝土组合而成的构件。
背景技术
木材是一种绿色可再生建筑材料,相对其它建筑材料来说,其消耗的能源较少。同时木材也具有良好的保温隔热性能,木材的细胞组织可以容留空气,使其具有良好的保温隔热性能,要达到同样的保温效果,木材所需要的厚度是混凝土的1/15,钢材的1/400。在同样厚度的条件下,木材的隔热值比标准的混凝土高16倍,比钢材高400倍,比铝材高1600倍。在冬天室外温度完全相同的条件下,木结构建筑的室内温度比混凝土建筑高6摄氏度,夏天正好相反,是真正的“冬暖夏凉”。良好的保温隔热性能意味着能长期减少电或煤气的消耗,提供冬暖夏凉的居住环境。基于此,木结构在我国得到了广泛应用,经济欠发达地区也多以土木结构房屋为主。
传统木结构房屋也有许多弱点。木材容易腐蚀,容易被虫蛀,易燃烧。大部分的木结构是因为火灾而遭到破坏。防火、防虫、防腐蚀是木结构房屋在使用中应重视的事情;木结构的墙体是围护结构,和木结构骨架是分开的。以往的震害资料表明,木结构房屋大部分破坏是围护墙体破坏,木骨架一般是架歪而不倒,主要原因是墙和木骨架的刚度差别比较大,在地震中两者变形容易不一致,且墙体的重量比较大,地震力大,墙体和木骨架又没有采取必要的连接措施,木骨架对墙体有推力,两者相互碰撞,造成墙向外倾斜或木柱向内倾斜,导致墙体倒塌伤人;连接构件容易脱落,榫卯连接需要很严格的施工措施,如果施工时构件间的连接比较松,在遭受地震时节点榫卯容易发生脱落,并可能导致木骨架散架,木构架各个构件之间连接一般是靠榫卯连接而没有其他的连接措施,连接不够牢固。
现有技术的钢筋混凝土建筑在刚建成的时候抗震性能良好,但是,由于混凝土裸露在外,容易风化,产生裂纹,风化后的钢筋混凝土建筑抗震性能急剧下降,且钢筋混凝土建筑保温性能较差,房屋冬冷夏热,为了保障室内适合人体温度的环境必须要消耗大量的电能和热能。
实用新型内容
本实用新型要解决的一个技术问题是提供一种由木料、钢筋、混凝土组合而成的构件,用这种构件建成的建筑不但冬暖夏凉,而且,大大提高了建筑长期的抗震性能。
本实用新型要解决的另一个技术问题是提供一种由木料、钢筋、混凝土组合而成的构件制造方法,用这种方法建成的建筑不但冬暖夏凉,而且,大大提高了建筑长期的抗震性能。
就构件而言,为了解决上述一个技术问题,本实用新型由木料、钢筋、混凝土组合而成的构件,包括由钢筋骨架、混凝土组合而成的构件,所述构件的外表面固定连接包覆有木料层。
所述木料层是由多个板材木料和/或多个杆材木料之间固定连接形成单面木料层或双面木料层,或者,所述木料层是由多个板材木料和/或多个杆材木料固定连接围成的壳体木料层。
所述多个板材木料和/或多个杆材木料之间固定连接是胶液连接、钉子连接、螺钉连接、螺栓连接、铆钉连接、榫头连接、紧箍连接中的一种连接或至少两种的组合连接。
所述板材木料和/或杆材木料之间的榫头连接是通过燕尾凹槽和燕尾凸键拼装,所述燕尾凸键和燕尾凹槽贯穿于拼装接触面的长度方向。
所述单面木料层、双面木料层或壳体木料层与所述由钢筋骨架、混凝土组合而成的构件连接的接触面上设置有固定部件。
所述固定部件是分布在所述接触面上的固定凹槽、固定凸条、固定钉子、固定螺钉、固定螺栓中的一种或至少两种的组合。
所述壳体木料层为全封闭的壳体木料层、周向封闭一端敞开另一端封闭的壳体木料层或周向封闭两端均敞开的壳体木料层;所述壳体木料层呈板体或柱体;所述板体横截面的形状呈长条形,所述柱体横截面的形状呈圆形、椭圆形、矩形、正方形、等边六边形或等边八边形。
所述由钢筋骨架、混凝土组合而成的构件与木料层之间通过浇筑固定连接。
本实用新型由木料、钢筋、混凝土组合而成的构件与现有技术相比具有以下有益效果。
1、本技术方案由于采用了所述构件的外表面固定连接包覆有木料层的技术手段,木料层具有良好的保温隔热性能,钢筋混凝土承载力高,抗震性能好,将两者优势结合,形成了抗震节能一体化的由木料、钢筋、混凝土组合而成的构件;木料层位于钢筋混凝土外侧,对钢筋混凝土起到保护作用,增强了钢筋混凝土的抗冻融抗碳化抗风化的性能,增强了构件的耐久性;在水平地震作用下,木料层与钢筋混凝土间相互摩擦,消耗了部分地震能量,提高了构件的耗能能力;木料层内部相互摩擦,也提高了构件的耗能能力;钢筋混凝土的竖向承载力高,减小了柱子截面尺寸,节约了木材,减小了对自然资源的开采,所以,用这种构件建成的建筑不但冬暖夏凉,而且,大大提高了建筑长期的抗震性能。
2、本技术方案由于采用了所述木料层是由多个板材木料和/或多个杆材木料之间固定连接形成单面木料层或双面木料层,或者,所述木料层是由多个板材木料和/或多个杆材木料固定连接围成的壳体木料层的技术手段,所以,不但可以制造出单面木料层的板状构件,也可以制造出双面木料层的板状构件,还可以制造出柱状构件,更可以制造出各种异型构件。
3、本技术方案由于采用了所述多个板材木料和/或多个杆材木料之间固定连接是胶液连接、钉子连接、螺钉连接、螺栓连接、铆钉连接、榫头连接、紧箍连接中的一种连接或至少两种的组合连接的技术手段,所以,可根据实际情况采用各种连接方式将板材木料和/或杆材木料牢固地连接。
4、本技术方案由于采用了所述板材木料和/或杆材木料之间的榫头连接是通过燕尾凹槽和燕尾凸键拼装,所述燕尾凸键和燕尾凹槽贯穿于拼装接触面长度方向的技术手段,所以,可大大增大板材木料和/或杆材木料之间的连接强度。
5、本技术方案由于采用了所述单面木料层、双面木料层或壳体木料层与所述由钢筋骨架、混凝土组合而成的构件连接的接触面上设置有固定部件的技术手段,所以,增加了单面木料层、双面木料层或壳体木料层与所述由钢筋骨架、混凝土组合而成的构件连接接触面的面积,大大增加了单面木料层、双面木料层或壳体木料层与由钢筋骨架、混凝土组合而成的构件之间的连接强度。
6、本技术方案由于采用了所述固定部件是分布在所述接触面上的固定凹槽、固定凸条、固定钉子、固定螺钉、固定螺栓中的一种或至少两种的组合的技术手段,所以,可根据客户的需求制造出多种构件。
7、本技术方案由于采用了所述壳体木料层为全封闭的壳体木料层、周向封闭一端敞开另一端封闭的壳体木料层或周向封闭两端均敞开的壳体木料层;所述壳体木料层呈板体或柱体;所述板体横截面的形状呈长条形,所述柱体横截面的形状呈圆形、椭圆形、矩形、正方形、等边六边形或等边八边形的技术手段,所以,可根据现场施工的实际情况制造出多种构件。
8、本技术方案由于采用了所述由钢筋骨架、混凝土组合而成的构件与木料层之间通过浇筑固定连接的技术手段,所以,构件与木料层之间形成了一个整体,进一步增强了构件的抗震能力。
就方法而言,为了解决上述另一个技术问题,本实用新型由木料、钢筋、混凝土组合而成的构件制作方法是:
1)将构成构件的钢筋骨架,按尺寸插于基础梁内,浇筑基础梁混凝土;
2)将基础梁上表面柱网尺寸进行抄测放线,找平基础梁上表面;
3)将板材木料和/或杆材木料在钢筋骨架的外围拼装成壳体木料层,或者,将板材木料和/或杆材木料以及可拆装模板在钢筋骨架的外围拼装成壳体木料层;
4)在壳体木料层的腔内浇筑混凝土,振捣密实,形成由木料、钢筋、混凝土组合而成的构件。
所述壳体木料层内表面距钢筋骨架纵向钢筋的外侧不小于25mm。
本实用新型由木料、钢筋、混凝土组合而成的构件制造方法与现有技术相比具有以下有益效果。
1、本技术方案由于采用了将构成构件的钢筋骨架,按尺寸插于基础梁内,浇筑基础梁混凝土;将基础梁上表面柱网尺寸进行抄测放线,找平基础梁上表面;将板材木料和/或杆材木料在钢筋骨架的外围拼装成壳体木料层,或者,将板材木料和/或杆材木料以及可拆装模板在钢筋骨架的外围拼装成壳体木料层;在壳体木料层的腔内浇筑混凝土,振捣密实,形成由木料、钢筋、混凝土组合而成的构件的技术手段,木料层具有良好的保温隔热性能,钢筋混凝土承载力高,抗震性能好,将两者优势结合,形成了抗震节能一体化的由木料、钢筋、混凝土组合而成的构件;木料层位于钢筋混凝土外侧,对钢筋混凝土起到保护作用,增强了钢筋混凝土的抗冻融抗碳化抗风化的性能,增强了构件的耐久性;在水平地震作用下,木料层与钢筋混凝土间相互摩擦,消耗了部分地震能量,提高了构件的耗能能力;木料层内部相互摩擦,也提高了构件的耗能能力;钢筋混凝土的竖向承载力高,减小了柱子截面尺寸,节约了木材,减小了对自然资源的开采,所以,用这种构件建成的建筑不但冬暖夏凉,而且,大大提高了建筑长期的抗震性能。
2、本技术方案由于采用了所述壳体木料层内表面距钢筋骨架纵向钢筋的外侧不小于25mm的技术手段,所以,可以有效地保护钢筋骨架,防止钢筋骨架锈蚀。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型由木料、钢筋、混凝土组合而成的构件及其制造方法作进一步的详细描述。
图1为本实用新型第一种构件横截面的结构示意图。
图2为图1中A-A线纵截面的结构示意图。
图3为本实用新型第二种构件壳体横截面的结构示意图。
图4为本实用新型第三种构件壳体横截面的结构示意图。
图5为本实用新型第四种构件壳体横截面的结构示意图。
图6为本实用新型第五种构件壳体横截面的结构示意图。
图7为本实用新型第六种构件横截面的结构示意图。
图8为本实用新型第七种构件横截面的结构示意图。
具体实施方式
如图1至图8所示,本实用新型提供一种由木料、钢筋、混凝土组合而成的构件,包括由钢筋骨架1、混凝土2组合而成的构件,所述构件的外表面固定连接包覆有木料层3。
本实施方式由于采用了所述构件的外表面固定连接包覆有木料层的技术手段,木料层具有良好的保温隔热性能,钢筋混凝土承载力高,抗震性能好,将两者优势结合,形成了抗震节能一体化的由木料、钢筋、混凝土组合而成的构件;木料层位于钢筋混凝土外侧,对钢筋混凝土起到保护作用,增强了钢筋混凝土的抗冻融抗碳化抗风化的性能,增强了构件的耐久性;在水平地震作用下,木料层与钢筋混凝土间相互摩擦,消耗了部分地震能量,提高了构件的耗能能力;木料层内部相互摩擦,也提高了构件的耗能能力;钢筋混凝土的竖向承载力高,减小了柱子截面尺寸,节约了木材,减小了对自然资源的开采,所以,用这种构件建成的建筑不但冬暖夏凉,而且,大大提高了建筑长期的抗震性能。
作为本实施方式的一种改进,如图1至图8所示,所述木料层3是由多个板材木料3-1和/或多个杆材木料3-2固定连接形成单面木料层3或双面木料层3,或者,所述木料层3是由多个板材木料3-1和/或多个杆材木料3-2固定连接围成的壳体木料层3。从图1和图2中可以看出,所述木料层3是由四个板材木料3-1围成的圆筒形壳体3,所述板材木料3-1是长条形板,横截面的形状呈四分之一圆弧形。当然,也可以是如图4所示,所述木料层3是由二个板材木料3-1围成的圆筒形壳体3,所述板材木料3-1是长条形板,横截面的形状呈二分之一圆弧形。从图7中可以看出,所述木料层3是由四个板材木料3-1围成的方筒形壳体3,所述板材木料3-1的横截面的形状呈直条形。从图6中可以看出,所述木料层3是由二十个杆材木料3-2相互拼接,围成圆筒形壳体3。从图5中可以看出,所述木料层3是由板材木料3-1和杆材木料3-2相互拼接,围成圆筒形壳体3。从图8中可以看出,所述木料层3是由八个板材木料3-1分为两组,每组的板材木料3-1相互拼接,形成宽面的板材木料3-1,两组拼接后的板材木料3-1与两个可拆装模板7连接围成横截面呈长条形的筒形壳体3,浇筑后,拆除可拆装模板7,形成双面木料层墙板。当然,也可以是一组拼接后的板材木料3-1与三个可拆装模板7连接围成横截面呈长条形的筒形壳体3,浇筑后,拆除可拆装模板7,形成单面木料层墙板。
本实施方式由于采用了所述木料层是由多个板材木料和/或多个杆材木料之间固定连接形成单面木料层或双面木料层,或者,所述木料层是由多个板材木料和/或多个杆材木料固定连接围成的壳体木料层的技术手段,所以,不但可以制造出单面木料层的板状构件,也可以制造出双面木料层的板状构件,还可以制造出柱状构件,更可以制造出各种异型构件。
作为本实施方式进一步的改进,如图1所示,所述多个板材木料3-1之间固定连接是榫头连接。当然,也可以是所述多个板材木料3-1和/或多个杆材木料3-2之间是胶液连接、钉子连接、螺钉连接、螺栓连接、铆钉连接、榫头连接、紧箍连接中的一种连接或至少两种的组合连接。从图1、图7和图8中可以看出,所述多个板材木料3-1之间通过榫头连接。从图3中可以看出,每个板材木料3-1设置有两燕尾凹槽,每一个杆材木料3-2设置有两个燕尾凸键,所述板材木料3-1和杆材木料3-2之间通过燕尾凹槽和燕尾凸键固定连接。从图4和图5可以看出,所述板材木料3-1和/或杆材木料3-2之间通过紧箍装置6固定连接。所述紧箍装置6包括两个对置的呈半圆形的箍带6-1,箍带6-1的两端向外凸出并分别设置有固定孔,所述两个箍带6-1箍住由所述板材木料3-1和/或杆材木料3-2围成的圆筒形壳体3,通过螺栓借助所述固定孔固定连接。这样的紧箍装置6具有可拆装功能。从图6中可以看出,所述杆材木料3-2之间通过胶液固定连接(杆材木料3-2之间设置有固定连接销,图中未画)。
本实施方式由于采用了所述多个板材木料和/或多个杆材木料之间固定连接是胶液连接、钉子连接、螺钉连接、螺栓连接、铆钉连接、榫头连接、紧箍连接中的一种连接或至少两种的组合连接的技术手段,所以,可根据实际情况采用各种连接方式将板材木料和/或杆材木料牢固地连接。
作为本实施方式再进一步的改进,如图1和图2所示,所述板材木料3-1之间的榫头4连接是通过燕尾凹槽和燕尾凸键4-1拼装,所述燕尾凸键4-1和燕尾凹槽贯穿于拼装接触面3-3的长度方向。从图1中可以看出,燕尾凹槽是颈小肚大的燕尾凹槽,燕尾凸键4-1是头大颈小的燕尾凸键。这样的榫头4连接更加牢固。从图4中可以看出,燕尾凹槽是颈大肚小的燕尾凹槽,燕尾凸键4-1是头小颈大的燕尾凸键。这样的榫头4连接更加方便。
本实施方式由于采用了所述板材木料和/或杆材木料之间的榫头连接是通过燕尾凹槽和燕尾凸键拼装,所述燕尾凸键和燕尾凹槽贯穿于拼装接触面长度方向的技术手段,所以,可大大增大板材木料和/或杆材木料之间的连接强度。
作为本实施方式还进一步的改进,如图1至图8所示,所双面木料层3或壳体木料层3与所述由钢筋骨架1、混凝土2组合而成的构件连接的接触面上设置有固定部件5。
本实施方式由于采用了所述单面木料层、双面木料层或壳体木料层与所述由钢筋骨架、混凝土组合而成的构件连接的接触面上设置有固定部件的技术手段,所以,增加了单面木料层、双面木料层或壳体木料层与所述由钢筋骨架、混凝土组合而成的构件连接接触面的面积,大大增加了单面木料层、双面木料层或壳体木料层与由钢筋骨架、混凝土组合而成的构件之间的连接强度。
作为本实施方式又进一步的改进,如图1所示,所述固定部件5是分布在所述接触面上的固定凹槽5-1,当然,也可以是如图5和图8所示,所述固定部件5是分布在所述接触面上的固定凸条5-2或固定螺钉5-3,更可以是固定钉子、固定螺栓,甚至,还可以是上述至少两种固定部件的组合。
本实施方式由于采用了所述固定部件是分布在所述接触面上的固定凹槽、固定凸条、固定钉子、固定螺钉、固定螺栓中的一种或至少两种的组合的技术手段,所以,可根据客户的需求制造出多种构件。
作为本实施方式更进一步的改进,如图1至图8所示,所述壳体木料层3为周向封闭两端均敞开的壳体木料层。当然,也可以是所述壳体木料层3为全封闭的壳体木料层、周向封闭一端敞开另一端封闭的壳体木料层。如图8所示,所述壳体木料层3呈板体,所述板体横截面的形状呈长条形。当然,也可以是如图1所示,所述壳体木料层3呈柱体,所述柱体横截面的形状呈圆形,也可是椭圆形、矩形、正方形、等边六边形或等边八边形。
本实施方式由于采用了所述壳体木料层为全封闭的壳体木料层、周向封闭一端敞开另一端封闭的壳体木料层或周向封闭两端均敞开的壳体木料层;所述壳体木料层呈板体或柱体;所述板体横截面的形状呈长条形,所述柱体横截面的形状呈圆形、椭圆形、矩形、正方形、等边六边形或等边八边形的技术手段,所以,可根据现场施工的实际情况制造出多种构件。
作为本实施方式再更进一步的改进,如图1和图2所示,所述由钢筋骨架1、混凝土2组合而成的构件与木料层3之间通过浇筑固定连接。从图1中可以看出,钢筋骨架1包括六个纵向钢筋1-1和多个箍筋1-2,所述纵向钢筋1-1分布在所述箍筋1-2内侧的周向。从图7中可以看出,钢筋骨架1只有一个纵向钢筋1-1,该纵向钢筋1-1位于方筒形壳体3的轴线位置。
所述纵向钢筋1-1可采用HRB335级及以上等级钢筋;当抗震烈度不大于7度时,纵向钢筋1-1根数为1时,其直径不小于20mm。当纵向钢筋1-1根数大于1时,直径应为10mm或12mm;当抗震烈度不大于8度时,纵向钢筋1-1根数为1时,其直径为25mm。当纵向钢筋1-1根数大于1时,直径应为12mm或14mm,纵向钢筋5深入基础和上部楼层内锚固。
所述箍筋1-2可采用HRB335级或HRB400级;当抗震烈度不大于7度时,箍筋1-2直径为6mm或8mm,间距根据《混凝土结构设计规范》及《建筑结构抗震设计规范》确定;当抗震烈度不大于8度时,箍筋1-2直径为12mm或14mm,间距根据《混凝土结构设计规范》及《建筑结构抗震设计规范》确定。
本实施方式由于采用了所述由钢筋骨架、混凝土组合而成的构件与木料层之间通过浇筑固定连接的技术手段,所以,构件与木料层之间形成了一个整体,进一步增强了构件的抗震能力。
如图1至图8所示,本实用新型由木料、钢筋、混凝土组合而成的构件制作方法是:
1)将构成构件的钢筋骨架1,按尺寸插于基础梁内,浇筑基础梁混凝土;
2)将基础梁上表面柱网尺寸进行抄测放线,找平基础梁上表面;
3)将板材木料3-1和/或杆材木料3-2在钢筋骨架1的外围拼装成壳体木料层3,或者,将板材木料3-1和/或杆材木料3-2以及可拆装模板3-4在钢筋骨架的外围拼装成壳体木料层3;
4)在壳体木料层3的腔内浇筑混凝土2,振捣密实,形成由木料、钢筋、混凝土组合而成的构件。
本实施方式由于采用了将构成构件的钢筋骨架,按尺寸插于基础梁内,浇筑基础梁混凝土;将基础梁上表面柱网尺寸进行抄测放线,找平基础梁上表面;将板材木料和/或杆材木料在钢筋骨架的外围拼装成壳体木料层,或者,将板材木料和/或杆材木料以及可拆装模板在钢筋骨架的外围拼装成壳体木料层;在壳体木料层的腔内浇筑混凝土,振捣密实,形成由木料、钢筋、混凝土组合而成的构件的技术手段,木料层具有良好的保温隔热性能,钢筋混凝土承载力高,抗震性能好,将两者优势结合,形成了抗震节能一体化的由木料、钢筋、混凝土组合而成的构件;木料层位于钢筋混凝土外侧,对钢筋混凝土起到保护作用,增强了钢筋混凝土的抗冻融抗碳化抗风化的性能,增强了构件的耐久性;在水平地震作用下,木料层与钢筋混凝土间相互摩擦,消耗了部分地震能量,提高了构件的耗能能力;木料层内部相互摩擦,也提高了构件的耗能能力;钢筋混凝土的竖向承载力高,减小了柱子截面尺寸,节约了木材,减小了对自然资源的开采,所以,用这种构件建成的建筑不但冬暖夏凉,而且,大大提高了建筑长期的抗震性能。
作为本实施方式的一种改进,如图1和图2所示,所述壳体木料层3内表面距钢筋骨架1纵向钢筋1-1的外侧不小于25mm。
本实施方式由于采用了所述壳体木料层内表面距钢筋骨架纵向钢筋的外侧不小于25mm的技术手段,所以,可以有效地保护钢筋骨架,防止钢筋骨架锈蚀。